Klassifizierung der Ölreinheit nach NAS 1638

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1 Klassifizierung der Ölreinheit nach NAS 1638 Beispiel zur Klassifizierung der Ölreinheit Die Klassifizierung der Ölreinheit nach NAS 1638 beruht auf der Zählung der Partikel in 5 unterschiedlichen Intervallen und Einordnung dieser Ergebnisse in die entsprechende NAS-Klasse (siehe Abbildung oben). Der höchste dieser Werte wird als Angabe für den Reinheitsgrad der untersuchten Flüssigkeit verwendet. Dies ist oft der Bereich 5-15 µm. Nachteil: Klassifizierung sagt nichts aus über Partikelgrößenverteilung. Daher werden oft alle ermittelten Klassen angegeben. Ergebnis: NAS 1638 Klasse 7

2 Klassifizierung der Ölreinheit nach ISO 4406 Beispiel zur Klassifizierung der Ölreinheit Ergebnis: ISO 4406: /15/11 Die Norm ISO 4406 wurde 1999 überarbeitet. Seitdem gibt es 3 Zahlen für die Partikelgrößen >4µm, >6µm und >14µm (siehe Abbildung rechts). Vor 1999: Zwei Zahlen als Zählergebnisse für Partikel >5µm und >15 µm; evtl. 3. Zahl am Anfang für Partikel >2 µm. Zu beachten: Bei gleichen realen Partikelgrößen können sich die gemessenen Größen bei alter und neuer ISO vor allem in der 1. Ziffer um 1-2 Stufen unterscheiden.

3 Vergleich von ISO 4406 und NAS 1638 Graphische Darstellung einer Partikelverteilung nach NAS 1638 und ISO Wie hier zu sehen ist, kann mit der Reinheitsklasse NAS 1638 ein größeres Partikelspektrum beschrieben werden als mit ISO Beispiel: oberste eingezeichnete Linie Partikel 5 µm; Partikel 15 µm, (d. h Partikel im Bereich 5-15 µm) ISO 4406: 18/15 (nach alter ISO; vor dem Jahr 1999) NAS 1638: Klasse 9 (unter der Vorraussetzung, dass sich die NAS-Angabe auf den kleinsten Größenbereich, 5-15 µm, bezieht)

4 Filterarten I Im Wesentlichen gibt es folgende Filterverfahren: Tiefenfilter (s. Abbildung): Abscheidung geschieht in der Tiefe des Mediums durch unstrukturierte Vliese, z. B. aus Kunststoff- oder Glasfasern. Die Porengröße der Filter ist größer als der Durchmesser der abzuscheidenden Partikel. Aufgrund von Haftmechanismen lagern sich die Partikel an den Fasern an. Größere Partikel (größer als Porengröße) werden an der Oberfläche abgeschieden. Mit zunehmendem Schmutzgehalt des Vlieses erfolgt eine Verminderung der Porengröße, so dass der Anteil der Oberflächenfiltration größer wird. Vorteil: relativ große Poren, d. h. nur geringer Strömungswiderstand; hohe Schmutzkapazität. Nachteil: Nicht wieder zu säubern wegen der starken Haftkräfte zwischen Partikeln und Vlies. Filterbauarten und -anordnung: Schutzfilter schützen schmutzempfindliche Komponenten vor groben Partikeln um plötzlichem Betriebsausfall vorzubeugen, z. B. Saugfilter vor der Pumpe. Arbeitsfilter (Systemfilter) gewährleisten das Einhalten einer vorgegebene Reinheitsklasse. Diese Filter müssen auch feinere Partikel mit einer hohen Abscheiderate zurückhalten. Oberflächenfilter (s. Abbildung): Die Porengröße der Filter ist kleiner als die Partikel, die abgeschieden werden sollen (Wirkungsweise vergleichbar mit Sieb). Nachteil: Filter verstopfen schnell, Schmutzaufnahmekapazität ist relativ gering.

5 Filterarten II Druckfilter Rücklauffilter Vorteile - kann sehr fein filtrieren - einfache Wartung - kann mit Verschmutzungsanzeige ausgerüstet werden - kann direkt vor empfindlichen Bauteilen montiert werden - lange Standzeiten - keine Pumpenkavitation Nachteile - muss robust gebaut sein (Gewicht) - Element muss für einen hohen Differenzdruck ausgerüstet sein - je nach Strömungswiderstand wird Leistung in Wärme umgewandelt Vorteile - geringe Kosten - einfache Wartung - kann mit Verschmutzungsanzeige ausgerüstet werden - es kann fein filtriert werden - keine Pumpenkavitation Nachteile - ein Bypassventil ist notwendig, da druckempfindlich - lässt bei Druckspitzen und Kaltstart durch das geöffnete Bypassventil Schmutzpartikel durch

6 Absolute / relative Filterfeinheit Beurteilung der Abscheideleistung: -β-wert: Verhältnis Partikel vor und nach dem Filter. Der Wert gilt immer für eine bestimmte Partikelgröße Definition des β-wertes: - Abscheidegrad ε: Anteil aller Partikel, die vom Filter zurückgehalten werden (lässt sich aus β-wert berechnen). Abscheidegrad ε in % = β 1 100% β - Schmutzaufnahmekapazität: Menge an Schmutz, die der Filter abscheiden kann, ohne einen bestimmten Differenzdruck zu überschreiten. Die Definition des β-wertes beruht auf dem Multi-Pass-Test nach ISO 4572 und berücksichtigt die Tatsache, dass Schmutzteilchen oft erst nach mehreren Filterdurchgängen erfasst werden. Ausgehend von einer Anzahl zugeführter Schmutzteilchen einer bestimmten Größe wird die Anzahl der durchgelassenen Teilchen ermittelt. Zur Definition der Rückhalterate R wird meist das Verhältnis 75:1 herangezogen. β 10 = 75 bedeutet, dass von 75 Teilchen der Größe 10 µm ein Teilchen statistisch durchgelassen wird Der Abscheidegrad ε beträgt in diesem Fall 98,66 % ( 100% 75 ) Dies entspricht etwa der Definition der absoluten Filterfeinheit. β x -Werte Abscheidegrad ε in % Größe der Feststoffpartikel

7 Abscheidegrad ε, β-wert Ermittlung des β-wertes Abscheidegrad ε und β-wert ε = β x 1 100% β x β = x n n Aufstrom Abstrom Xµm Xµm

8 Filterauslegung Aufgrund der Vielzahl an Einflussfaktoren (Auswahl in Abbildung rechts) gibt es keine verbindliche Richtlinie bzgl. der Filterart, -position und -feinheit. Hier existieren lediglich Erfahrungswerte. Im allgemeinen sollten die Filter so angeordnet sein, dass sie sich hinter einer Verschmutzungsquelle bzw. vor zu schützenden Komponenten befinden. Filterfeinheit bei HAWE-Filtern (aus D 6905 A/1): Druckfilter: 10 µm absolut (β 10 75) Rücklauffilter: F0 30 µm absolut (β 30 75) F1, F2, F3: 12 µm absolut (β 12 75) Es ist zu beachten, dass Filter und Hydrauliköl immer miteinander verträglich sein müssen. Empfehlung für HAWE-Produkte nach D 5488/1 Zu erreichen mit Filtern mit µm absoluter Filterfeinheit. Analog 6 16 µm für Proportional-Druckund Stromventile.

9 Filterauswahl Beispiele für Filterempfehlungen anderer Firmen; unten: Bosch-Rexroth; rechts: Argo-Hytos Noch einmal zum Vergleich die von HAWE empfohlenen Reinheitsklassen: - Radialkolben- und Zahnradpumpen, Ventile: NAS 1638: 12 8; ISO 4406: 21/18/15 19/17/13 - Proportional-Druck-, und Stromventile: NAS 1638: 11 6; ISO 4406: 20/17/14 18/15/12